王军,揭开植物庞贝城面纱

作者: 二向箔

2024年9月,国际地质科学联合会公布了“第二批100个国际地科联地质遗产地”,中国的“植物庞贝城——乌达二叠纪植被化石产地”成功入选。

为了保护这一世界地质遗产,二十一年来,中国科学院南京地质古生物研究所所长王军带领团队和乌达煤田的挖掘机争分夺秒,抢救性采集植物化石,并成功绘制了远古森林的实际复原图,打开了窥探晚古生代的地球生态窗口,解开了困扰学界几百年的众多古植物学谜团。

震惊古生物学界的发现

王军出生于山西晋城的一个小山村,上小学的时候,他发现一排排的汽车从对面山坡上驶过,因为地质勘探队在那里发现了我国最大的煤层气田——华北油田山西沁水煤层气田。王军经常好奇地去看钻井队挖掘,和地质考察结下了缘分。高考后,他报考了兰州大学地质系。

暑假的时候,王军成为兰州大学地质系主任沈光隆教授的助手,到祁连山一带参与野外考察。在回兰州的路上,沈教授问他有没有意向跟着自己学古植物学。王军没有多想就答应下来。沈教授1991年年底调入西北大学地质系,王军跟着导师深入研究,完成了古生物学及地层学专业博士学业。1997年,王军师从李星学院士在南京古生物所从事博士后研究。

不久,所里研究员吴秀元老师送给王军一小块瓢叶类植物化石标本。这枚球果化石直径仅有两厘米,由于当时技术无法像现在做CT一样扫描其内部结构,做切片的话,两刀下去,标本的一大半就损失掉了。

当时,王军正在做瓢叶目植物的研究,这块化石激起了他的兴趣,他决定根据老师考察的回忆,前往化石原产地宁夏回族自治区与内蒙古自治区交界处的贺兰山脉一探究竟。

2003年,王军在内蒙古乌达煤田采集岩样时,意外发现黑色的6号煤层与7号煤层之间夹着一层醒目的灰白色岩层。这个含化石层有66厘米厚,而且有一根“站”着的茎干埋藏其中。他顺着岩层继续找,延绵三十余米间保存着十几棵直立树桩,这是以往没有发现的。

多年科研考察养成的敏锐直觉告诉王军,这里一定有不同寻常的原因。这么多的密集标本,可能说明这些植物是原地被火山灰掩埋,和庞贝古城消亡的方式一样。他把标本带回所里经过切片分析,果然,保存化石的灰白色岩层是典型的火山凝灰岩。

这片被火山喷发所埋藏的成煤沼泽森林,因王军的发现而露出真容。王军主持的课题组通过细致研究,将这里命名为乌海“植物庞贝城”,这一研究成果被发表在《美国科学院院报》,震惊国际地质古生物学界,让人类得以窥见三亿年前森林的实际模样,被誉为古生物学界的植物化石宝库。

和挖掘机争分夺秒

此后,王军几乎每年都会带领团队来到乌达煤田,找寻凝灰岩植物化石。由于是露天煤矿,煤矿公司一般采用逐层开采的方式。每当开采到煤层,将凝灰岩作为煤矸石堆积一旁之时,团队成员都会立即放下手中的工作,从南京奔赴乌达抢救采集植物化石。因为若不及时采集,这些植物化石的最终命运便是作为废石回填矿坑而永久埋没。

王军记忆最深刻的是2015年那次抢救性采集,本来申请到了煤矿停工的几天时间来采集化石和原位样方调查,和团队一起合作的捷克专家也正在赶来的路上。就在这时,发生了紧张的一幕。煤田产权属于多家煤矿公司,其中一个施工队临时变卦,坚持要连夜挖掉凝灰岩层。眼看挖掘机越来越近,团队成员万明礼和梅盛吴情急之下,直接用身体挡在挖掘机前不让其作业。王军和政府相关部门紧急协调,终于让挖掘机停了下来,争取到植物化石抢救工作的时间。

那个夏天,气候炎热,地下十多米深处的煤层还有自燃现象,有时可以从岩缝中看到火苗,地表温度接近40℃。作业的时候不仅热,环境还脏,内蒙古干燥风大,周边都是挖掘机在挖煤,满天飘扬着大粉尘颗粒。王军捂着口罩呼吸不畅,实在难受,索性便摘了下来,一天下来,脸上除了煤灰就是汗,即使戴着安全帽,回到驻地洗澡时,洗三遍头和脸,整盆水也是黑的。那年,他们的收获特别大,采集的标本数量和质量特别好。

复原“植物庞贝城”样貌

从2003年至今,王军和团队累计调查原位样方数据近万平方米,采集植物化石两万余块。最让团队成员引以为傲的,是实现了世界上迄今为止对地史时期陆地景观最大面积的植被实际复原研究,成功绘制了远古森林的实际复原图,还原了一千多平方米的森林原貌。这使古植物研究进入全新的高度——古植物学家们能像研究现生植物那样,更清晰地了解古植物的形态全貌和生长发育。

2024年,在捷克布拉格召开的第十五届国际古植物大会上,王军作为特邀嘉宾介绍了“植物庞贝城”的发掘和研究进展。9月,“植物庞贝城”成功入选世界地质遗产地名录,成为世界级的特异埋藏化石宝库。中国科学院院士、南京大学地球科学与工程学院教授沈树忠认为,乌海“植物庞贝城”囊括五项世界之最:最大面积的远古森林复原、最丰富的成煤植物群化石标本收藏、最古老的苏铁植物、最丰富的瓢叶目植物群落以及最多的化石植物整体重建。

“植物庞贝城”化石标本保存完整且精美,是古植物系统分类学研究的最佳材料,其中已经完成整体复原重建的物种有九个,另有三十余种保存良好,具备深入研究的潜力。在王军看来,“植物庞贝城”将成为全球实现化石植物整体重建复原种属最多的古植物学圣地,为古生物演化生命树增添了最多的新物种。它经历的冰室、温室气候转换,对于探索和预测地球的宜居性演变规律也极具价值。

和王军一起合作的国内外科学家有四十多位,他们在国际知名期刊上累计发表论文六十余篇。现在,王军仍然在不遗余力地呼吁,让“植物庞贝城”在原址留下一定的范围,他说:“每一代人的认知水平是有历史局限性的,我们这代科学家可以把‘植物庞贝城’的总体面貌揭露出来,可能把大部分的物种弄清楚,但科学研究是没有天花板的,随着技术和思路的突破,将不断有新的发现。”

编辑 钟健 [email protected]

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